При внесении животноводческих стоков на сельскохозяйственные поля необходимо снизить в них содержание аммония. С целью разработки более эффективных способов очистки сточных вод изучено воздействие электрического поля на изменение концентрации аммонийных соединений азота в водных растворах (электролите). Экспериментальные исследования проведены на разработанной установке, использующей принцип электролиза. Для имитации содержания аммония в электролите использовалась дистиллированная вода с добавлением аммиачной селитры. Электролит объемом 500 мл помещался между электродами и обрабатывался постоянным током в течение 1, 3, 4 и 9 мин. Исследования проводились при концентрации NH₄⁺ в электролите 60, 90 и 300 мг/л. После завершения эксперимента определялись концентрация азотных соединений и водородный показатель pH электролита. Установлено, что воздействие электрического поля на водный раствор NH₄⁺ приводит к снижению концентрации аммонийных соединений азота и изменению pH электролита с кислотной до щелочной реакции. После 9-минутной обработки электролита с концентрацией NH₄⁺ 60 и 90 мг/л в растворе не были обнаружены аммонийные соединения. Обработка раствора с концентрацией NH₄⁺ 300 мг/л в течение 1 мин привела к снижению концентрации аммония до 75 мг/л, что говорит о перспективности данного способа очистки и разработки промышленного образца технического средства для обработки стоков животноводства. Снижение концентрации аммонийного азота позволит уменьшить экологическую нагрузку на почву, грунтовые и поверхностные воды и повысить качество растениеводческой продукции, выращиваемой на сельскохозяйственных угодьях, на которых утилизируются сточные воды животноводческих комплексов. Изменение pH электролита с кислотной до щелочной реакции положительно повлияет на кислые почвы Центральной Нечерноземной зоны РФ.

Использование антикоррозионных средств увеличивает ресурс, повышает безотказность и сохраняемость сельскохозяйственной техники. Дефицит отечественных ингибиторов обусловлен отсутствием научно обоснованной концепции их создания, а также недостатком сырьевой базы. Авторами разработана технология получения амидов жирных кислот (АЖК) из триглицеридов растительного, животного происхождения или жиросодержащих отходов. Целью исследований являлась оценка эффективности амида жирных кислот в качестве ингибитора атмосферной коррозии. Сравнительная оценка защитной эффективности АЖК определялась согласно ГОСТ 9.054-75 при повышенных значениях относительной влажности и температуры воздуха, воздействии соляного тумана, при постоянном погружении в электролит и воздействии бромистоводородной кислоты. Сравнивались консервационные составы на основе АЖК 16%, Автокон ЛС, Кормин 50%, Росойл 700, Кормин 30%. Исследование защитных свойств составов проводили на образцах размерами 50 × 50 мм из стали марки Ст3. После окончания испытаний оценивали внешний вид образцов до удаления смазки и после него. По результатам каждого эксперимента защитные свойства консервационных составов располагали в ряду в порядке их снижения. По итогам 4-х экспериментов каждому составу присвоен балл, характеризующий суммарную оценку защитной способности составов согласно ГОСТ 9.407-2015. В результате исследований установлена зависимость эффективности консервационных масел от состава и количества ингибитора. Доказана эффективность амидов жирных кислот в качестве ингибитора атмосферной коррозии. Консервационное масло, изготовленное с использованием АЖК 16%, превышает защитный эффект аналогов в 1,1…2,0 раза.

При заготовке кормов применяют в основном сегментно-пальцевые косилки. Для улучшения их качественных и эксплуатационных показателей необходимо изучить траекторию движения, скорость и ускорение ножа косилки в условиях изменяющегося рельефа местности. С этой целью проведено исследование влияния изменения величины дезаксиала на качественные и энергетические показатели режущего аппарата косилки, а также определены параметры и режимы работы ножа косилки с аксиальным механизмом привода ножа. По результатам экспериментальных исследований установлено, что режущий аппарат в процессе копирования рельефа поля изменяет угол наклона относительно горизонта в пределах ±15°. При этом величина дезаксиала изменяется в пределах 0,281…0,492 м с шагом в 1 градус. Изменение величины дезаксиала влечет за собой изменение хода, скорости и ускорения ножа. Используя аналитический метод кинематического исследования кривошипно-шатунных механизмов по Артоболевскому и выполнив расчеты в программе Excel, получили графические зависимости хода и скорости ножа в зависимости от углового расположения режущего аппарата с интервалом 0; 5; 10 и 15 градусов. Изменение расположения режущего аппарата до 15 градусов вызывает неравнозначность скоростей прямого и обратного хода ножа, а также увеличивает его с 76,2 до 89 мм, что повышает расход энергии на привод ножа до 17%. Недостатком дезаксиального кривошипно-шатунного механизма привода ножа является к тому же его динамическая неуравновешенность, которая только частично сглаживается установкой противовеса. Для устранения недостатков разработана экспериментальная косилка с аксиальным расположением КШМ на пальцевом брусе режущего аппарата, позволяющая переводить пальцевой брус в транспортное положение в рабочем режиме режущего аппарата при объезде препятствий в виде кустарников, деревьев или грубых неровностей.

Долговечность сельскохозяйственного опрыскивателя зависит от материала, из которого изготовлены распылители. Для повышения износостойкости полимерных форсунок в композит внедряют дисперсные наполнители. Композит для распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей должен отличаться высокой химической стойкостью к агрохимикатам и механической прочностью, а также низким гидроабразивным износом. С целью выбора оптимального полимерного композита для распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей изготовлены три композита на основе полиоксиметилена марки MASCON POM 27, в которых в качестве дисперсных наполнителей использовались стекловолокно, графит и карбид кремния со степенью объемного наполнения 10, 15 и 20%. Полимерные композиты исследовались в течение 14 недель на химическую стойкость к агрохимикатам (гербицид «Лазурит», фунгицид «Ракурс», инсектицид «Борей-Нео»), механическую прочность и гидроабразивный износ. В качестве эталона выступали образцы из полиоксиметилена марки MASCON POM 27. Результаты испытаний на механическую прочность при растяжении показали наибольшее увеличение показателя прочности при 15%-ном содержании наполнителя независимо от его типа. Прочность композита с карбидом кремния увеличилась на 30,2%, со стекловолокном – на 26,8%, с графитом – на 27,4%. Установлено, что химическая стойкость композитов не зависит от концентрации раствора агрохимикатов. Экспериментами по гидроабразивному износу выявлено, что графит и карбид кремния эффективны как наполнители и способны снизить износ до 7,5 раза. Для изготовления распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей рекомендуется применять полиоксиметилен с 15%-ным содержанием карбида кремния.

Характерными дефектами коленчатых валов ДВС автотракторной техники являются износы поверхностей трения: шеек, торцов, пазов и резьбы, а также остаточные деформации и усталостные трещины. Для устранения дефектов проводится восстановление коленчатых валов с использованием технологических операций по восстановлению формы и расположения, линейных и угловых размеров, а также шероховатости, износостойкости и усталостной прочности элементов и поверхностей коленчатого вала. С целью анализа технологий восстановления коленчатых валов автотракторной техники рассмотрены условия эксплуатации, основные дефекты и виды наплавки и напыления, наносимые с помощью электродугового, газопламенного, детонационного и плазменного (индукционного и плазменно-дугового) методов. Отмечается, что у восстановленных деталей в сравнении с новыми для соответствия показателям надежности соотношение твердости (НRС_в/НRС_н) и предела усталостной прочности (G_-1B/G_-1H) должно быть больше единицы. Однако ни одна технология восстановления коленчатых валов в полной мере не отвечает этому показателю, поскольку износостойкость новых коленчатых валов в большинстве случаев выше износостойкости восстановленных деталей. В результате анализа технологий восстановления коленчатых валов особо выделена финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО) с применением антифрикционных, износостойких и твердосмазочных покрытий, наносимых на детали различными способами, позволяющая повысить износо- и коррозионную стойкость, сопротивление усталостному износу деталей и улучшить приработку трущихся деталей машин.

Механическая обработка ответственных деталей влияет на качество ремонта двигателей.

Исследования проведены с целью оценки качества настройки станка для обработки коренных шеек коленчатого вала двигателя ЗМЗ под ремонтный размер. Исследовались диаметры 20 коренных шеек коленчатого вала двигателя ЗМЗ после обработки под ремонтный размер. Контроль размеров диаметров осуществлялся скобой рычажной СР-75. Качество обработки шеек коленчатого вала оценивалось последовательно с помощью инструментов качества: диаграммы «Ящик с усами», контрольных карт Шухарта и гистограммы. По диаграмме «Ящик с усами» установлено, что после обработки под ремонтный размер все шейки имеют диаметр в границах поля допуска на обработку, но при этом существует разброс между диаметрами шеек в пределах одного коленчатого вала. В результате анализа контрольных карт Шухарта установлено, что разброс значений размахов внутри одной подгруппы (коленчатого вала) и разброс значений между подгруппами вызваны обычными причинами, и такой характер разброса можно считать случайным. Следовательно, технологический процесс можно считать стабильным и управляемым. С помощью гистограммы установлены вероятность появления исправимого брака после обработки коренной шейки двигателя под ремонтный размер, равная 1,95%, и вероятность появления неисправимого брака, равная 0. Рассчитанный индекс воспроизводимости 0,93 свидетельствует о существенном износе оборудования. Со временем индекс будет уменьшаться и риски возникновения брака будут возрастать. Сделан вывод о приемлемом качестве настройки станка для обработки коренных шеек коленчатого вала под ремонтный размер. Рекомендуется регулярно проверять качество обработки коренных шеек коленчатого вала под ремонтный размер, последовательно применяя все три инструмента для выявления разброса размеров и несоответствий, что особенно актуально для изношенного оборудования.

Качество очистки металлических деталей от загрязнений зависит от физико-химических свойств моющей среды и интенсивности механического воздействия жидкости на очищаемые поверхности. Интенсификация процесса очистки деталей возможна при создании неустановившегося режима движения моющей жидкости, характеризующегося изменением давления и скорости жидкости во времени и в каждой рассматриваемой точке очищаемой поверхности. С целью подтверждения теоретического положения о зависимости эффективности очистки от скорости потока моющей жидкости проведен эксперимент, в котором использовалась комбинированная погружная моечная машина, характеризующаяся сочетанием двух гидромеханических способов интенсификации процесса очистки. Перемещение деталей в ванне осуществлялось посредством колебания платформы. Турбулентный поток моющей жидкости относительно объекта очистки обеспечивался лопастным винтом. В качестве объекта очистки использовались шатуны двигателей внутреннего сгорания, имеющие на поверхностях трудно удаляемые асфальтосмолистые загрязнения. Исследование процесса очистки проводилось в водном растворе моющего средства Темп-100Д концентрацией 20 г/л при температуре 65…70°C. Продолжительность очистки составляла 15 мин. Качество очистки деталей от загрязнений контролировалось по смачиваемости очищенной поверхности водой. Исследованиями установлено, что интенсивность очистки, характеризуемая скоростью потока жидкости, необходимой для отрыва частиц загрязнений, зависит от частоты колебаний платформы с деталями. Увеличение частоты колебаний от 0,25 до 1,0 Гц приводит к повышению скорости потока моющего раствора в 3 раза, что обеспечивает интенсивное удаление загрязнений с одновременным повышением качества очистки. При увеличении частоты колебаний от 0 до 1,0 Гц эффективность очистки повышается в 2,5 раза. Теоретическое положение о зависимости эффективности очистки от скорости потока моющей жидкости подтверждено.

Надежность является основной характеристикой работоспособности погружных электродвигателей после капитального ремонта. Для оценки соответствия показателей надежности восстановленных погружных электродвигателей техническим требованиям на капитальный ремонт наиболее приемлем метод стендовых контрольных испытаний на основе последовательного анализа отказов исследуемых электродвигателей. Для его реализации необходим выбор задаваемых параметров, что и являлось целью исследований. В работе, на основе использования технических требований на изготовление и ремонт погружных электродвигателей, были установлены задаваемые средние наработки на отказ новых электродвигателей до первого капитального ремонта и после него. В результате проведения стендовых испытаний изучалось две партии погружных электродвигателей: прошедших и капитальный ремонт и не бывших в капитальном ремонте. В каждой партии исследовалось по 20 электродвигателей. В результате эксперимента среднеквадратическое отклонение наработки на отказ новых электродвигателей составило 3,54 тыс. ч, после капитального ремонта – 2,37 тыс. ч. Коэффициенты вариации составляли 0,3 и 0,34 соответственно. Обоснованы значения задаваемых параметров математической модели, обеспечивающих возможность использования метода последовательного анализа отказов: задаваемая средняя наработка на отказ до первого капитального ремонта – 16 тыс. ч; задаваемая средняя наработка на отказ после капитального ремонта – 12,8 тыс. ч; риски производителя и заказчика ремонта – 0,05; задаваемое среднее квадратическое отклонение наработки на отказ электродвигателей до первого капитального ремонта – 4,8 тыс. ч; задаваемое среднее квадратическое отклонение наработки на отказ после капитального ремонта электродвигателей – 4,35 тыс. ч. Установленные параметры могут быть использованы при испытаниях на надежность широкого круга типоразмеров погружных электродвигателей.

Современные методы предпосевной обработки семян позволяют обеззараживать семена, повышать урожайность и устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды, стимулировать иммунитет растений. Среди методов электромагнитного воздействия на биообъекты облучение семян ультрафиолетом отличается простотой, энергетическим и экономическим преимуществом и экологической безопасностью. Целью исследований является изучение воздействия ультрафиолетового излучения для предпосевной обработки семян туи и эмпирическое определение эффективной дозы УФ-облучения. Для поддержания необходимой дозы УФ-облучения нами разработана цифровая система управления на микроконтроллере ATMEGA128A (ATMEL). Рабочая площадь УФ-матрицы 12 × 12, состоящей из 200 УФ-светодиодов, составила 144 см². Расстояние от УФ-светодиодов до облучаемых семян составляет около 2 см. Контроль дозы УФ-излучения матрицы осуществляется путем контроля падения напряжения на фоторезисторах NSL-19M51. Излучение светодиодов в зоне УФ-А (UV-A) соответствовало 98%. В каждой серии облучалось 100 семян туи западной, повторность опытов – четырехкратная. Исследовались дозы УФ-облучения 2, 3 и 4 кДж/м². В качестве контроля использовались семена туи западной без УФ-облучения. Эмпирически определена эффективная доза УФ-облучения семян. Установленная доза УФ-облучения 2 кДж/м² способна повысить энергию прорастания семян на 12,8% по сравнению с контролем. Статистическая обработка эмпирических данных показала удовлетворительную точность проведенных экспериментов. Показатель точности опыта составил P = 1,76% 0,65%, для контроля (без УФ-облучения) – P = 1,33 0,47%.

Воздушная среда животноводческих помещений нуждается в обеззараживании и улучшении газового состава. Наиболее эффективным способом является озонирование. С целью оздоровления воздуха внутри животноводческих помещений авторами разработан электрический озонатор-излучатель, модуль излучателя которого состоит из двух керамических оснований с разнопотенциальными электродами из вольфрама: на одном основании электрод в виде сотовой ячейки, на другом – в виде стержня. Производительность по озону регулируется изменением разрядного промежутка между электродами излучателя и проводящей плоскостью. Теоретически установлено, что образование озона в коронном разряде зависит от напряженности электрического поля между разнопотенциальными электродами и температуры их нагрева. При этом максимальная напряженность достигается при разрядном промежутке от 25 до 35 мм и электродах радиусом не более 2 мм. Изучение влияния температуры нагрева электродов на озонообразование проводилось на разработанной конструкции озонатора-излучателя в лаборатории объемом 180 м³ при температуре воздуха плюс 25°C. Значение воздушного зазора между электродами составляло 30 мм, напряжение на излучателе варьировалось от 10 до 30 кВ, продолжительность работы озонатора-излучателя составляло 0-80 мин, скорость воздушного потока, создаваемого электровентилятором, – 0,3 м/с. Экспериментально установлено, что стабильная работа озонатора-излучателя наблюдается, когда температура электродов не превышает 30°C. В дальнейшем планируется внедрить озонатор-излучатель воздуха для сельскохозяйственных помещений в систему вентиляции и кондиционирования.

Утилизации продуктов жизнедеятельности животных является особенно актуальной на крупных животноводческих комплексах. С целью совершенствования технологии переработки навозных стоков животноводства разработан эффективный метод их очистки и создана экспериментальная установка – станция очистки навозных стоков, включающая в себя электроозонирующий блок. Очистка осуществляется в два этапа: на первом этапе навозные стоки подвергаются сепарации и флотации для удаления крупнодисперсных примесей, на втором этапе жидкая фракция обрабатывается озоном. Технический результат достигается при тонкодисперсном распылении навозных стоков с диаметром капель от 1,0 до 10,0 мкм в озоновоздушной смеси при концентрации озона 450…500 мг/м³. Расчеты, выполненные на основании разработанной математической модели, показали, что тонкодисперсное распыление навозных стоков в камере с озоновоздушной смесью в сравнении с барботированием озона в жидкость в 360 раз увеличивает градиент концентрации озона и передачу массы озона через границу раздела фаз. Это дает возможность значительно повысить скорость потребления озона в химических реакциях, повысить коэффициент полезного действия, снизить энергозатраты на обработку навозных стоков. Эксперимент проводился на свиноводческом комплексе ООО «Новые аграрные технологии» хутора «Бейсужек второй» Выселковского района Краснодарского края. Результаты химических, органолептических и микробиологических анализов подтверждают высокую эффективность разработанного метода и оборудования для очистки сточных вод свинокомплекса. Разработанная электроозонная технология очистки навозных стоков позволяет улучшить экологическую обстановку в животноводческих хозяйствах, исключаются вредные выбросы экологически токсичных летучих соединений в атмосферу.

В высшем образовании получила распространение технология смешанного обучения, сочетающая в себе электронное обучение и аудиторную работу. Смешанное обучение способствует внедрению вариативных форм и способов взаимодействия студентов с преподавателем, взаимодействию участников образовательного процесса с контентом, расширению инструментария педагога при работе со студентами. С целью выявления и обоснования педагогических условий эффективной организации смешанного обучения в вузе рассмотрены сущность и основные компоненты технологии смешанного обучения, показаны возможности ее реализации с использованием систем управления обучением (LMS). Системы управления обучением классифицируются по типам лицензирования, набору функциональных возможностей, модульному критерию, по критерию «Требования заказчика», физическому расположению. Представлены особенности и возможности одной из наиболее распространенных систем управления обучением – LMS MOODLE. Обоснованы педагогические условия реализации технологии смешанного обучения в вузе: проработка учебных планов и программ обучения, соотнесение возможностей их реализации с применением технологии смешанного обучения; грамотная организация курса, его структурирование и активное обновление контента курсов LMS для обеспечения их качества и актуальности; обеспечение своевременной поддержки преподавателем коммуникации и обратной связи с обучающимися; разработка и применение специальных методов контроля и оценки образовательных результатов для осуществления надежной и валидной диагностики учебных достижений студентов, на основании которой реализуется оперативная обратная связь; разработка качественного методического обеспечения для педагогов по организации и осуществлению образовательного процесса в новых условиях и методических материалов для студентов; обеспечение высокой степени готовности обучающихся и педагогов к реализации обучения в новом формате, их обучение и поддержка, развитие цифровых компетенций.